Lars Bak passa professionista nel 2002,[1] e dopo esperienze in squadre minori – prima al Team Fakta e poi alla Bankgiroloterij – nel 2005 viene messo sotto contratto dal Team CSC di Bjarne Riis. Con questa formazione (poi divenuta Team Saxo Bank) riesce a vincere, in cinque stagioni, importanti corse come il Tour de l'Avenir e la Parigi-Bourges, e ad aggiudicarsi quattro campionati nazionali danesi, uno in linea e tre a cronometro. Fa sua anche una tappa all'Eneco Tour 2009, gara del calendario mondiale UCI.
All'inizio del 2010 cambia casacca e si trasferisce al Team HTC-Columbia; l'anno dopo si classifica quinto alla Parigi-Roubaix. Non ottiene tuttavia vittorie. Dopo la chiusura della squadra statunitense, avvenuta al termine del 2011, riesce a trovare un ingaggio con la formazione belga Lotto-Belisol. Nel 2012 vince la dodicesima tappa del Giro d'Italia, da Seravezza a Sestri Levante, anticipando nel finale i compagni di fuga.[2]